DE1665421A1 - Haspelvorrichtung - Google Patents
HaspelvorrichtungInfo
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Description
Telefon: 83 15 10 Potticheckkonto: München 117078
8000 München 60,
J5. Man 1968
The Plessejr Company Limited 56 Vicarage Lane, Ilford, Essex/öroßbritannien
HaspelVorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Haspelvorrichtung,
welche zur Speicherung von flexiblen Leitern, wie elektrischen Kabeln oder fluidleitenden Schläuchen,'geeignet ist.
Eine derartige Vorrichtung wird nachfolgend als Kabelhaspelvorriehtung
bezeichnet und der Ausdruck Kabel wird nachfolgend, wenn der Zusammenhang nicht etwas anderes er~
BU/Or,
fordert
109830/0438
fordert, sowohl für elektrische Kabel als auch für
fluidführende ScHäuche verwendet.
Bei der Versorgung einer beweglichen Anlage mit elektrischen
oder fluiden Mitteln kann ein flexibles Kabel verwendet
werden, welches auf einer drehbaren Trommel gespeichert ist, an der ein Ende des Kabels befestigt ist
und von der das Kabel oder der Schlauch abgezogen werden
kann, so daß das Kabel sur nötigen Anpassung an die Bewegung
auf die Trommel zu oder von der Trommel weg durch
die mit dem anderen Ende des Kabels verbundene Anlage gezogen
werden kann»
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
im wesentlichen drillungsfreien und gleitungsfreien Verbindung
zwischen demjenigen Ende des Kabels, welches an der Trommel befestigt ist, und einer feststehenden Kabelstelle.
Erfindungsgemäß wird diese Verbindung durch eine fiilfskabeistreeke
oder Hilfskabellänge hergestellt, welche,
nachfolgend Hilfskabel genannt wird und welche sich von
der feststehenden Stelle zu dem an der Trommel befestigten Ende des Kabels in einer Anzahl von Windungen erstreckt, welche bei Drehung der Trommel zur Abwicklung
des Kabels so angeordnet sind, daß sie sich aus einer
Stellung
, ' BAB ORIGINAL
109830/0436
— "5 —
Stellung nahe der Mitte zu einer Stellung nahe dem Außendurchmesser einer Speieherkammer bewegen..
Die Erfindung schafft daher eine Kabelhaspelvorrichtung
für eine Kabelstrecke 3 deren eines Ende an einem festen
Zuführpunkt befestigt bleiben soll, während das andere Ende auf diesen Zuführpunkt zu und von diesem weg bewegt
wird, gekennzeichnet durch eine Kabelaufwickeltrommel
mit einer Befestigungseinrichtung für das eine Ende des Kabels und mit einer Hilfsspeicherkammer sowie durch
eine Hilfskabeistrecke, welche'zur Verbindung des Zuführpunktes
mit dem freien Ende des Kabels in einer Anzahl von Windungen geeignet ist, die so in der Hilfsspeicherkammer
angeordnet sind, daß bei Drehung der Trommel zur Abwicklung des Kabels von der Trommel die
Viindungen des Hilfskabels sich von einer Lage nahe der
Mitte in eine Lage nahe dem Aüßendurchmesser der Hilfsspeicherkammer
bewegen. Λ
Die einfachste Ausführungsform des Hilfskabels besteht
darin, daß das Hllfskabel in einer in einer einzigen
Ebene angeordneten Spirale in Art einer Uhrwerkfeder
und zwischen zwei parallelen, ebenen Wänden eingeschlossen verläuft, an einer feststehenden inneren
Zylinderfläche ein Ende des Hilfskabels befestigt ist
und
1098 30/0Λ 3 6
-H-
und an einer äußeren Zylinderfläche, welche sich mit
der Trommel dreht, das äußere Ende des Ililfskabels befestigt ist.
Es kann eine noch größere Anzahl von Windungen verfügbar gemacht und trotzdem jegliche Verdrillung vermieden
werden, indem die Richtung der einen großen Durchmesser besitzenden Windungen bezüglich der einen kleinen Durchmesser
besitzenden Windungen über eine S-förmige Windung umgekehrt wird, wobei sowohl die Windungen mit großem
Durchmesser als auch die Windungen mit kleinem Durchmesser vorzugsweise in Schraubenform angeordnet sind.
In diesem Fall werden die Windungen mit großem Durchmesser vorzugsweise von der Außenseite eines Rollenkäfigs
getragen, wobei dieser Käfig vorzugsweise mit einer Umlenkrolle ausgestattet ist, welche das=Hilfskabel
an seiner Umkehrschleife zwischen den inneren und
äußeren Windungen trägt. Zweckmäßigerweise sind außerdem zwei oder mehrere zusätzliche, der Umlenkrolle gleiche
Rollen vorgesehen, welche die Umlenkrolle zu einer sternsymmetrischen
Rollenanordnung ergänzen, wobei der gesamte Hilfskabelvorrat vorzugsweise innerhalb der für das ausziehbare Kabel vorgesehenen Trommel angeordnet 1st.
- " Anhand
10983 0/0438
Anhand der -Figuren wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 einen seitlichen Axialsehnitt einer Kabel-Haspelvorrichtung
gemäß einer einfachen Ausführungsform
der" Erfindung,
Figur 2 einen ähnlichen Schnitt durch eine zweite
Ausführungsform,
Figur 3 einen Schnitt quer zur Achse der letzteren und
Figur 4 einen der Figur 2 ähnlichen Schnitt einer Abwandlung
der zweiten Ausführungsform.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist die Kabel-Haspelvorrichtung
einen Ständer 1 auf, welcher mit einer elektrischen Klemme 2 versehen ist. Der Ständer 1
trägt ein Lager 3 und eine Trommel 4 ist an einer
in dem Lager drehbar gelagerten Welle 5 befestigt»
Der Ständer 1 weist eine feste Fläche 7 auf, welche einer drehbaren Fläche 8 der Trommel 4 gegenüberliegt.
Der Zwischenraum zwischen den zwei Flächen wirkt als kreisförmige Speicherkarnmer, in welcher eine flache
Spirale 10983 0/04 3 6
Spirale eines Hilfskoaxialkabels liegen kann, .
Eine äußere Umfangsfläche der Trommel 4 trägt Windungen
eines Koaxialkabels 9, dessen eines Ende an einer beweglichen Vorrichtung und dessen anderes Ende an einem
Verbindungsstück 10 befestigt ist, welches seinerseits an der Seite der Trommel 4 befestigt ist.
Vom Verbindungsstück lO'führt ein Hilfskoaxialkabel .11
in die kreisförmige Speieherkammer zwischen den gegenüberliegenden
Flächen 7 und 8 des Ständers 1 und der Trommel· 4, in welcher dasselbe als Spiralwicklung liegt
und aus welcher sein inneres Ende nahe der Mitte der Kammer austritt und mit der vom Ständer 1 getragenen
Klemme 2 verbunden ist.
Weiter ist an der Welle 5 ein Nocken 12 befestigt, welcher
so ausgebildet ist, daß er bei Drehung der Trommel
13
einen Mikroschalter/derart betätigt, daß jeder Dezimeter der Länge des Kabels 9 aus der Entfernung beobachtet werden kann, und ein weiterer Mikroschalter 14 ermöglicht in gleicher Weise die getrennte Beobachtung jedes Meters der Kabellänge. Die Trommel 4 kann mittels eines Kettenantriebs mechanisch gedreht werden,= welcher mit einem Kettenzahnrad 15 zusammenarbeitet, das an die Welle 5 durch einB Kupplung 16 angekuppelt ist, welche
einen Mikroschalter/derart betätigt, daß jeder Dezimeter der Länge des Kabels 9 aus der Entfernung beobachtet werden kann, und ein weiterer Mikroschalter 14 ermöglicht in gleicher Weise die getrennte Beobachtung jedes Meters der Kabellänge. Die Trommel 4 kann mittels eines Kettenantriebs mechanisch gedreht werden,= welcher mit einem Kettenzahnrad 15 zusammenarbeitet, das an die Welle 5 durch einB Kupplung 16 angekuppelt ist, welche
schleift
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schleift, wenn ein vorbestimmtes Antriebsdrehmoment
der Welle "überschritten wird* Ein Mikroschalter 17 ist vorgesehen, welcher eine Fernanzeige gibt, wenn ein
solches Schleifen auftritt.
Wenn bei Betrieb der Kabelhaspelvorrichtung das Kabel 9
vollständig auf der Trommel k aufgewickelt ist, so bildet das Hilfskabel 11 eine Spirale, deren Windungen so
eng wie möglich am radialen inneren Rand der Speieherkammer liegen. Wenn das Kabel 9 von der Trommel 4 abgehaspelt
wird, bewirkt die Drehung der Trommel M, daß die Windungen des Hilfskabels 11 nach und nach vom
inneren zum äußeren Rand der Kammer überführt werden,
bis im wesentlichen das ganze Hilfskabel 11 in Windungen eng am äußeren Rand der kreisförmigen Speicherkammer liegt.
Die Größe der Drehung der Trommel zwischen diesen zwei
Zuständen bestimmt die maximale Menge des Kabels 9, welche vom Umfang der Trommel beim Herausziehen des
Kabels abgewickelt werden kann. Das Kabel kann mechanisch durchweinen geeigneten, am Kettenzahnrad 15 angreifenden
Antrieb wieder aufgehaspelt werden.
Vorzugsweise ist das Hilfskabel ein Koaxialkabel mit
kleinem Durchmesser, welches in einem lose sitzenden
Schlauch aus Nylon gehalten wird. Bs hat sich herausgestellt
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gestellt, daß die Verwendung dieses Nylonschlauches die
Steifheit des Koaxialleiters erhöht, wodurch er glatt
zwischen den Wänden der kreisförmigen Speicherkammer bewegt werden kann, und die Abnützung des Koaxialleiters
nach langen Verwendungszeiten der Kabelhaspelvorrichtung
vermindert.
Das Hilfskabel 11 kann beispielsweise einen Außendurchmesser
von 1,6 mm (1/16 inch) aufweisen und in einer Hülse
aus einem Nylonschlauch mit einem Außendurchmesser von 3,2 mm (1/8 inch) eingeschlossen sein. Die Verwendung
eines nichtmikrophonischen Koaxialkabels trägt zur Vermeidung von Mikrophoneffekten im elektrischen Ausgang
aus der Vorrichtung bei, auch wenn die Vorrichtung für
die übertragung von verhältnismäßig kleinen elektrischen Signalen verwendet wird. Diese Ausführungsform der Erfindung
ist zwar mit Bezug auf eine Haspelvorrichtung für elektrische Kabel beschrieben worden. Die beschriebene Vorrichtung ist aber auch zur Steuerung flexibler
Schläuche für die Zuleitung von Fluid, wie Flüssigkeit
oder Gas, zu einer entfernten Stelle geeignet.
Bei der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform
ist das ausziehbare Kabel 9 auf eine Trommel 20 gewickelt, welche durch Endflansche 21a eines Satzes von
Rollen
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Rollen 21 frei drehbar um ihre Achse gelagert ist, wobei
die Rollen in einem Paar von Seitenplatten 22 gelagert
sinct, so daß ein Rollenkäfig gebildet wird, welcher
selbst koaxial drehbar um einen festen Trommelkörper gelagert ist, durch welchen sich das Hilfskabel Ii zu
einem festen Anschlußpunkt 24 erstreckt und auf welchem der größere Teil des Hilfskabels 11 in eng aneinanderliegenden
Schraubenwindungen aufgewickelt ist, wie in
Figur 2 gezeigt, wenn das Kabel 9 vollständig auf die
Trommel 20 aufgewickelt ist, Im Gegensatz zu der mit Bezug
auf Figur 1 beschriebenen Ausführungsform, bei welcher das Hilfskabel 11 durchwegs in der gleichen Richtung aufgespult ist, läuft das Hilfskabel Ii bei dieser* Aus-,
führungsform vom inneren Trommelfcörpex» 23 zur Außenseite
der Rollen 21 nahe der Innenseite der Kabeltrommel 20
über eine Umkehrsehleife lla, welche* wie in Figur 3 gezeigt,
durch eine Umlenkrolle 25 geführt wird, deren Windungsdurchmesser Cd«h« der Durchmesser von Achse zu Achse des auf die
Rolle gewickelten Kabels) annähernd gleich dem Abstand
zwischen dem Windungsdui»ehmesser des festen inneren Trommelkörpers
23 und demjenigen der von den Rollen 21 des Rollen*
käfigs getragenen Windungen des Hilfskabel» 11 ist, Vorzugsweise;
ist der Windungsdurchmesser der Rolle 25 gleich
dem Windüngsdurehmesser des festen Trommelkörpers 23,
so daß der kleinste Krümmungsradius, welchem das Hilfs-
kabel t 09830/0 43 6
kabel unterworfen wird5 bei dem ganzen Vorgang so groß
wie möglich ist. ?
Zusätzlich zu der Übertragungsrolle 25 sind zwei£/weitere
Rollen 26 mit gleichem Durchmesser zwischen; den beiden
Seitenwänden 22 des Rollenkäfigs derart gelagert, daß
die drei Rollen 25, 26 und 27 in gleichen Winkelabständen
rings um die Achse des Rollenkäfigs verteilt sind» Pie
drei Rollen 25, 26 und 2? weisen Jeweils Endabschnitte .25a3
26a bzw* 27a auf, deren Durchmesser gleich dem Windungsdurchmesser
der jeweiligen Rollen ist und welche in
rollender Berührung mit Windungsdurchmesserabschnitten 23a
des inneren Trommelkörpers 23 stehen, so daß insgesamt ein
den Rollenkäfig auf der feststehenden inneren Trommel 23
haltendes Lager mit geringer Reibung gebildet wird.. Lediglich
die Rolle 25 wird tatsächlich zur übertragung des Hilfs-
- kabeis 11a von der inneren Trommel 23 auf den Rollenkäfig
verwendet und das äußere Ende des Hilfskabels lla ist von
der inneren zur äußeren Seite der KabelaufWickeltrommel 20
durchgeführt, wie bei 28 gezeigt, und ist sodann mit dem
äußeren Kabel 9 verbunden oder wird von diesem einstückig ■■
fortgesetzt, dessen Einziehung durch einen Endanschlag 29
begrenzt wird. Die innere Trommel 23 ist in einem fest- — stehenden
Ständer 30 befestigt und eine Spiralfeder 31 ist_,;
zwischen den festen Ständer und eine Seitenwand^ 22-des:;.Rol3.en-
käflgs T0983G/Ö436
käfigs eingeschaltet, so daß der Rollenkäfig in eine
Drehbewegung in Richtung des Pfeiles A gedreht wird und die Trommel 20 das Kabel 9 in die dargestellte Anschlagstellung
des Anschlags 29 zu ziehen sucht.
Wenn ein zur Überwindung dieser Vorbelastung ausreichender
Zug auf das Kabel 9 ausgeübt wird, um dasselbe von der Trommel abzuziehen, so dreht sich die äußere Trommel 20
in einer Richtung entgegen dem Pfeil A und übt daher auf
das äußere Ende des Hilfskabels 11, welches auf den Rollen aufliegt t einen Zug in Richtung des Pfeils B in Figur 2 aus.
Infolgedessen wirkt ein Drehmoment auf den Rollenkäfig bezüglich der festen Trommel 23, welcher eine Drehung des
Käfigs bezüglich der festen Trommel 23 entgegen dem Pfeil A
und dadurch eine Abwicklung des Hilfskabels von der schraubenförmigen Nut auf der festen Trommel 23 und eine Führung desselben
über die Oberfläche der Übertragungsrolle 25 zum Umfang
des Rollenkäfigs bewirkt. Dieses Anlegen des Hilfskabels ermögliche-t, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Rollenkäfigs
hinter derjenigen der äußeren Trommel 20 entsprechend der Geschwindigkeit
zurückbleibt, mit welcher dieses Kabel durch die Übertragungsrolle 25 von der festen Trommel 23 zum Rollenkäfig
zugeführt wird, und es kann gezeigt werden, daß für Jede von der inneren Trommel 23 abgewickelte Windung des
Hilfskabels 11a sich die äußere Trommel 20 um-1-1/2 Umdrehungen
dreht. 109830/0436
--is - 1666421
dreht. Da außerdem der Windungsdurchmesser der äußeren
Trommel 20 mehr als das Dreifache des Windungsdurchmessers
der inneren Trommel 23 beträgt, ist ersichtlich, daß mit diesem Aufbau und mit dem gemäß den optimalen
Biegebedingungen gewählten Verhältnis von Trommel- und Rollendurchmessern die Länge des Kabels 9» welche von
der äußeren Trommel 20 abgewickelt und wieder auf diese aufgewickelt werden kann, etwa die vierfache Länge des
Hilfskabels 11 beträgt, die auf der inneren Trommel gespeichert werden kann.
Figur 4 zeigt eine andere Anordnung, bei welcher die
Spiralfeder 31 weggelassen ist und welche den Vorteil besitzt, daß der Zug auf das Hilfskabel 11 vermindert
wird, welches daher leichter ausgebildet sein kann. Bei dieser Anordnung wird der über das Kabel gehende
Antrieb durch einen Kraftantrieb der drehbaren Kabeltrommel in Verbindung mit einem ineinandergreifenden
Zahnradgetriebe ersetzt, welches die Umfangsgeschwindigkeiten der inneren Trommel 23 und des Rollenkäfigs mit
seinen Seitenwänden 22 durch eine oder mehrere von drei Rollen kuppelt, welche von der Umlenkrolle 25 und den
Hilferollen 26 und 27 gebildet werden. Die jeweils mit der inneren Trommel 23, mit der Umlenkrolle 25 bzw.
•mit dem Rollenkäfig verbundenen drei Zahnräder sind bei 3I9 32 bzW. 33 dargestellt.
Wenn
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Wenn man bedenkt, daß die zwei Enden des Hilfskabels 11
bezüglich der inneren Trommel 23 und der äußeren Trommel jeweils ohne Bewegung sind und sich in Richtung des Kabels
bezüglich dieser beiden Trommeln nicht verschieben, so ist ersichtlich, daß die äußere Trommel,, auf welcher die
einen großen Durchmesser besitzenden Windungen des Hilfskabels
11 gespeichert sind, in der dargestellten Weise für den äußeren Anschluß des zugehörigen Endes des Hilfs-
kabeis 11 feststehend gehalten werden kann,.wobei die innere
Trommel 23 in diesem Fall sich mit der Aufwickeltrommel dreht, an welcher das äußere Kabel 9 befestigt ist, so
daß dasjenige Ende des Hilfskäbels 11, welches an der inneren
Trommel befestigt ist, mit dem äußeren Kabel 9 auf der letzteren Trommel ohne Relativbewegung oder Verdrillung
der verbundenen Enden verbunden werden kann.
Bei der in Figur A dargestellten Ausführungsform ist die
Anordnung daher insofern umgekehrt, als das feste Kabelende 32I mit einem den Rollenkäfig einhüllenden feststehenden
Gehäuse 35 verbünden ist, und die Verbindung des Hilfskäbels
11 mit der nicht gezeigten, motorgetriebenen Trommel,
auf welche das äußere Kabel gewickelt ist, wird über die
Mittelbohrung 36 der inneren Trommel 37 hergestellts wobei
die Trommel 37 so angekuppelt ist, daß sie sich gemeinsam mit der motorgetriebenen Trommel dreht.
Patentansprüche, ,·.
109830/OA36
Claims (9)
1. Kabelhaspelvorrichtung für eine Kabelstrecke, deren
eines Ende an einem festen Zuführpunkt befestigt bleiben SoIl3 während das andere Ende auf diesen
Zuführpunkt zu und von diesem weg bewegt wird, gekennzeichnet durOh eine Kabelaufwickeltrommel mit
einer Befestigungseinrichtung für das eine Ende des Kabels und mit einer Hilfsspeicherkammer sowie durch
eine Hilfskabelstrecke, Vielehe zur Yerbindung des
Zuführpunktes mit dem freien Ende des Kabels in einer Anzahl von Windungen geeignet ist3 die so in
der HiIfsSpeicherkammer angeordnet sind, daß bei
Drehung der.Trommel zur Abwicklung des Kabels von der Trommel die Windungen des Hilfskabels sieh von
einer Lage nahe der Mitte in eine Lage nahe dem Außendurchmesser der HilfsSpeicherkammer bewegen.
2. Kabelhaspelvorriehtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hilfskabel in einer in einer
einzigen Ebene angeordneten Spirale in Art einer Uhrwerkfeder und zwischen zwei parallelen,, ebenen Wänden
eingeschlossen verläuft, an einer feststehenden inneren Zylinderfläche ein Ende des Hilfskabels befestigt ist
und
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und. an einer äußeren Zylinderflache } welche sich mit
der Trommel dreht 3 das äußere Ende des Hilfskabels
befestigt ist. .
3, Kabelhaspelvorriehtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 3 daß die Spirale so ausgebildet ist5
daß einige Windungen nebeneinander in Schraubenform sich auf den zwei Zylinderflächen anordnen können.
4. Kabelhaspelvorriehtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Umkehren der Richtung
der einen großen Durchmesser besitzenden Windungen bezüglich der einen kleinen Durchmesser besitzenden
Windungen über eine S-förmige Windung.
5» Kabelhaspelvorriehtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet
3 daß die einen großen Durchmesser besitzenden Windungen und die einen kleinen Durchmesser
besitzenden Windungen jeweils in Schraubenform angeordnet sind.
6. Kabelhaspelvorriehtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet
durch einen Rollenkäfig, dessen äußere Seite die einen großen Durchmesser besitzenden Windungen des Hilfskabels
trägt.
109830/0436
1665427
7· Kabelhaspelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rollenkäfig mit einer Umlenkrolle ausgestattet ist, welche das Hilfskabel an
seiner Umkehrschleife zwischen den äußeren und
inneren Windungen trägt.
8. Kabelhaspelvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet
durch weitere, der Umlenkrolle gleiche Rollen, welche die Umlenkrolle zu einer sternsymmetrischen
Rollenanordnung ergänzen.
9. Kabelhaspelvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ganze Vorrat
des HiIfskabeis innerhalb der Kabelwickelfläche der
Kabelaufwickeltrommel angeordnet ist.
109830/OA 3 6
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